打造“泛在電力物聯(lián)網(wǎng)”應(yīng)規(guī)劃先行

摘 要：國家電網(wǎng)公司在2019年兩會報告中提出建設(shè)世界一流能源互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)的重要物質(zhì)基礎(chǔ)是建設(shè)運營好“堅強智能電網(wǎng)”和“泛在電力物聯(lián)網(wǎng)”。通過制定合理的長期規(guī)劃，推動電網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)深度融合，著力構(gòu)建能源互聯(lián)網(wǎng)電網(wǎng)企業(yè)發(fā)展轉(zhuǎn)型的主要方向。

關(guān)鍵詞：國家電網(wǎng);能源互聯(lián)網(wǎng);泛在電力物聯(lián)網(wǎng);堅強智能電網(wǎng)

國家電網(wǎng)公司在2019年兩會報告中提出建設(shè)世界一流能源互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)的重要物質(zhì)基礎(chǔ)是建設(shè)運營好“兩網(wǎng)”，這里所說的“兩網(wǎng)”分別是“堅強智能電網(wǎng)”和“泛在電力物聯(lián)網(wǎng)”。泛在電力物聯(lián)網(wǎng)這個名詞首次出現(xiàn)在國家電網(wǎng)公司的兩會報告中，成為和堅強智能電網(wǎng)相提并論的重點工作。

1 為什么要建泛在電力物聯(lián)網(wǎng)？

在2019年1月13日發(fā)布的國家電網(wǎng)有限公司2019年一號文件中，排在年度重點工作首位的就是推動電網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)深度融合，著力構(gòu)建能源互聯(lián)網(wǎng)。具體內(nèi)容是“持之以恒地建設(shè)運營好以特高壓為骨干網(wǎng)架、各級電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展的堅強智能電網(wǎng)……。充分應(yīng)用移動互聯(lián)、人工智能等現(xiàn)代信息技術(shù)和先進通信技術(shù)，實現(xiàn)電力系統(tǒng)各個環(huán)節(jié)萬物互聯(lián)、人機交互，打造狀態(tài)全面感知、信息高效處理、應(yīng)用便捷靈活的泛在電力物聯(lián)網(wǎng)，為電網(wǎng)安全經(jīng)濟運行、提高經(jīng)營績效、改善服務(wù)質(zhì)量，以及培育發(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)提供強有力的數(shù)據(jù)資源支撐。承載電力流的堅強智能電網(wǎng)與承載數(shù)據(jù)流的泛在電力物聯(lián)網(wǎng)相輔相成、融合發(fā)展，形成強大的價值創(chuàng)造平臺，共同構(gòu)成能源流、業(yè)務(wù)流、數(shù)據(jù)流“三流合一”的能源互聯(lián)網(wǎng)?！?/p>

可以認為一號文件中對泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的定義以及在能源互聯(lián)網(wǎng)中的重要地位作出了明確的官方解釋。一號文件的重點工作之二是培育壯大發(fā)展新動能，創(chuàng)新能源互聯(lián)網(wǎng)業(yè)態(tài)。其具體內(nèi)容是研究探索利用變電站資源建設(shè)運營充換電（儲能）站和數(shù)據(jù)中心站的新模式，積極推動公司通信光纖網(wǎng)絡(luò)、無線專網(wǎng)和電力桿塔商業(yè)化運營，拓展服務(wù)客戶新空間。大力開拓電動汽車、電子商務(wù)、智能芯片、儲能、綜合能源服務(wù)等新興業(yè)務(wù)，促進新興業(yè)務(wù)和電網(wǎng)業(yè)務(wù)互利共生、協(xié)同發(fā)展。一號文件的重點工作之三是擴大開放合作共享，打造能源互聯(lián)網(wǎng)生態(tài)圈，具體內(nèi)容是充分利用電網(wǎng)數(shù)據(jù)、技術(shù)、標準優(yōu)勢，加強與新經(jīng)濟和互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)合作，積極參與新能源、智能制造、智能家居、智慧城市等新興業(yè)務(wù)領(lǐng)域的開拓建設(shè)，加快構(gòu)建圍繞能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的產(chǎn)業(yè)鏈、生態(tài)圈。

從一號文件中可以看出國網(wǎng)未來將通過建設(shè)電力互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展與互聯(lián)網(wǎng)經(jīng)濟相關(guān)的新業(yè)態(tài)，包括新能源、智能制造、智能家居、智慧城市等新業(yè)務(wù)。非傳統(tǒng)領(lǐng)域的新業(yè)態(tài)已經(jīng)和傳統(tǒng)電網(wǎng)業(yè)務(wù)處于同等重要的地位，實際上，所謂新能源、智能家居、智慧城市都可以被囊括進“泛在電力物聯(lián)網(wǎng)”?？偟貋砜?，“堅強智能電網(wǎng)”仍是國網(wǎng)業(yè)務(wù)的基本盤，坐穩(wěn)輸-變-配-用-售環(huán)節(jié)的既定業(yè)務(wù)范圍，在增量配網(wǎng)試點和配售電側(cè)改革不斷深入的背景下堅守傳統(tǒng)陣地，是國網(wǎng)今后工作的“拿分項”;而在國有企業(yè)改革走向深水區(qū)，電改大勢倒逼，國網(wǎng)新一代領(lǐng)導層逐步穩(wěn)定之際，提出“泛在電力物聯(lián)網(wǎng)”概念，則是主動出擊開拓新方向的求變之舉，是國網(wǎng)今后工作的“發(fā)力點”。

國網(wǎng)內(nèi)部對于公司發(fā)展和業(yè)務(wù)調(diào)整，有一定的共識和緊迫感，主要集中在以下幾個方面：

（1）隨著新能源發(fā)電占比升高，電網(wǎng)形態(tài)日趨復雜，電力潮流和電網(wǎng)故障演化機理不斷由可預(yù)見向難以預(yù)見演變，這對電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行提出了更高要求;

（2）電改推進、政府及社會對電價下調(diào)的要求，導致企業(yè)經(jīng)營面臨瓶頸;

（3）在互聯(lián)網(wǎng)經(jīng)濟與數(shù)字經(jīng)濟蓬勃發(fā)展，社會經(jīng)濟形態(tài)發(fā)生深刻變化，在改革即將進入深水區(qū)之際，如果沒有做好未來幾年的發(fā)展轉(zhuǎn)型，通信運營商現(xiàn)在面臨的困境可能就是國網(wǎng)的明天。而借著“泛在電力物聯(lián)網(wǎng)”的東風，繼續(xù)在傳統(tǒng)強電部門深耕，加強信息化，還是著力發(fā)展電動汽車、綜合能源服務(wù)等新業(yè)務(wù)，都需要一個有力的規(guī)劃綱領(lǐng)作為指導。

2 什么是“泛在電力物聯(lián)網(wǎng)”？要建一個什么樣的泛在電力物聯(lián)網(wǎng)？

MIT的Kevin Ashton在1998年首次提及將 RFID技術(shù)和其他傳感器技術(shù)應(yīng)用到日常物品中構(gòu)造一個物聯(lián)網(wǎng)。緊接著第二年由 Kevin Ashton 帶頭建立的Auto-ID center對物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用進行了更為清晰的描述：依靠全球RFID標簽無線接入互聯(lián)網(wǎng)，使得從剃須刀到歐元紙幣再到汽車輪胎等數(shù)百萬計的物品能夠被持續(xù)跟蹤和審計。

電力行業(yè)對“物聯(lián)網(wǎng)”的理解：物聯(lián)網(wǎng)是一個實現(xiàn)電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施、人員及所在環(huán)境識別、感知、互聯(lián)與控制的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。其實質(zhì)是實現(xiàn)各種信息傳感設(shè)備與通信信息資源（互聯(lián)網(wǎng)、電信網(wǎng)甚至電力通信專網(wǎng)）的結(jié)合，從而形成具有自我標識、感知和智能處理功能的物理實體。實體之間的協(xié)同和互動，使得有關(guān)物體相互感知和反饋控制，形成一個更加智能的電力生產(chǎn)、生活體系。從而衍生出泛在智能電網(wǎng)—基于通信技術(shù)的全業(yè)務(wù)泛在電力物聯(lián)網(wǎng)。

各國在建設(shè)現(xiàn)代電網(wǎng)的過程中都用到了物聯(lián)網(wǎng)，但對其應(yīng)用的側(cè)重點則各有不同。在歐洲，提升供電安全性、節(jié)能減排、發(fā)展低碳經(jīng)濟是各國積極發(fā)展智能電網(wǎng)的主要原因，在這種驅(qū)動力下，歐洲電力行業(yè)對物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用更傾向于清潔能源和環(huán)保;在日本，可再生能源接入、節(jié)能降耗和需求響應(yīng)是日本發(fā)展智能電網(wǎng)的主要驅(qū)動力，日本電力行業(yè)對于物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用主要在于對新能源發(fā)電監(jiān)控和預(yù)測、智能電表計量、微網(wǎng)系統(tǒng)監(jiān)控等領(lǐng)域;在中國，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為提高電網(wǎng)效率、供電可靠性提供了技術(shù)支撐，RFID技術(shù)、各類傳感器、定位技術(shù)、圖像獲取技術(shù)等使倉庫管理、變電站監(jiān)控、搶修定位與調(diào)度、巡檢定位、故障識別等業(yè)務(wù)實現(xiàn)靈活、高效、可靠的智能化應(yīng)用。

目前國網(wǎng)對泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的具體定義還未形成，將傳統(tǒng)電力生產(chǎn)、傳輸、消費的所有環(huán)節(jié)信息化，都可以稱為泛在電力物聯(lián)網(wǎng)。就目前國網(wǎng)的技術(shù)儲備而言，增強電網(wǎng)的感知、通信、計算和分析能力是其可預(yù)見的發(fā)展方向。2018年的國網(wǎng)信通工作會議上提出了“打造全業(yè)務(wù)泛在電力物聯(lián)網(wǎng)，建設(shè)智慧企業(yè)，引領(lǐng)具有卓越競爭力的世界一流能源互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)建設(shè)”的工作目標，提出建設(shè)國網(wǎng)-電力物聯(lián)網(wǎng)SG-eIoT （electric Internet of Things）的技術(shù)規(guī)劃。預(yù)計將綜合運用“大云物移智”等信通新技術(shù)與新一代電力系統(tǒng)相互滲透和深度融合，實時在線連接能源電力生產(chǎn)和消費各環(huán)節(jié)的人、機、物，全面承載并貫通電網(wǎng)生產(chǎn)運行、企業(yè)經(jīng)營管理和對外客服服務(wù)等業(yè)務(wù)。在終端層表現(xiàn)為萬物互聯(lián)的連接能力，在網(wǎng)絡(luò)層表現(xiàn)為無處不在、無時不有的通信能力，在平臺層表現(xiàn)為對全景設(shè)備和數(shù)據(jù)的管控能力。從2018年國網(wǎng)信通工作會議上制定的規(guī)劃來看，整個“SG-eIoT”系統(tǒng)在技術(shù)上將分為終端、網(wǎng)絡(luò)、平臺、運維、安全五大體系，打通輸電業(yè)務(wù)、變電業(yè)務(wù)、配電業(yè)務(wù)、用電業(yè)務(wù)、經(jīng)營管理五大業(yè)務(wù)場景，通過統(tǒng)一的物聯(lián)網(wǎng)平臺接入各業(yè)務(wù)板塊的智能物聯(lián)設(shè)備，制訂各類電力終端接入系統(tǒng)的統(tǒng)一信道、數(shù)據(jù)模型、接入方式，以實現(xiàn)各類終端設(shè)備的即插即用。

國網(wǎng)雖然未明確喊出電力物聯(lián)網(wǎng)的口號，卻已經(jīng)有了相當?shù)募夹g(shù)積累。國網(wǎng)的信息化水平近年來不斷提升，目前國網(wǎng)系統(tǒng)接入的終端設(shè)備超過5億只（其中4.7億只電表，各類保護、采集、控制設(shè)備幾千萬臺），規(guī)劃到2030年，接入SG-eIoT系統(tǒng)的設(shè)備數(shù)量將達到20億，整個泛在電力物聯(lián)網(wǎng)將是接入設(shè)備最大的物聯(lián)網(wǎng)生態(tài)圈;經(jīng)過D5000、調(diào)控云等系統(tǒng)改造和升級，國調(diào)中心在電網(wǎng)觀測、控制水平方面已取得突出成果，輸電網(wǎng)基本做到可觀、可控、能控、在控;各地配電自動化系統(tǒng)建設(shè)也在推進當中，規(guī)劃到2020年完成全網(wǎng)95%的配電自動化覆蓋率，各種在線監(jiān)測、智能預(yù)警系統(tǒng)比比皆是;基于PMS2.0系統(tǒng)，主要設(shè)備的全生命周期管理在近兩年內(nèi)也能基本完成;通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)如火如荼，無線專網(wǎng)、保護專網(wǎng)陸續(xù)使用;國網(wǎng)智慧車聯(lián)網(wǎng)平臺目前已連接全社會80%的公共充電樁以及4萬多輛電動汽車。

國家電網(wǎng)作為世界五百強之一的旗幟性央企，應(yīng)該有更高要求，拿出真正的可以定義行業(yè)發(fā)展方向的技術(shù)方案，具備成熟的、可復制的海外技術(shù)輸出能力，被海外能源企業(yè)接納，例如華為通信解決方案，支付寶/微信移動支付;具備強烈提升用戶體驗、能直接讓用戶感受代際差異的新服務(wù)水平，如高鐵。就供電可靠性、電網(wǎng)安全穩(wěn)定性而言，進一步提升的空間和產(chǎn)生的社會效應(yīng)極為有限。泛在電力物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)該向智慧小區(qū)/智慧城市整體能源解決方案、智慧交通整體能源供給方案、智慧能源套餐及交易模式、用戶能效分析及用戶畫像、智能家居與用能管理等方面延伸。雖然國家電網(wǎng)是國內(nèi)每年電氣專業(yè)研究生就業(yè)的首選，是每年獲取專利數(shù)最多的企業(yè)，甚至超越了華為，但國家電網(wǎng)作為一家科技公司的形象在公眾心中依然沒有建立起來，電力用戶期待獲得更多的知情權(quán)和參與感，例如得到用電診斷、科學用電方案、差異化電價信息等增值服務(wù)。在前有堵截后有追兵的行業(yè)背景下，要“建成世界一流的能源互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)”，只有深刻改變用戶習慣，才能進一步贏得發(fā)展先機。

3 建設(shè)泛在電力物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)規(guī)劃先行

一般情況下，拋出一個戰(zhàn)略性概念后，國網(wǎng)公司的組織機構(gòu)、科技研發(fā)、重點工程等方面會共同發(fā)力，并使之成為今后3～5年的主要方向。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)雖然在電網(wǎng)有著廣闊的應(yīng)用前景，但也面臨一些發(fā)展問題。從技術(shù)層面看，感知層的傳感器數(shù)據(jù)準確性、傳感器在復雜環(huán)境下的故障率、數(shù)據(jù)傳輸?shù)募皶r性、無線傳輸?shù)陌踩缘榷际秦酱鉀Q的問題。受到可靠性、成本、原有管理制度等因素制約，物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)推進緩慢。制定合理的長期規(guī)劃對指導物聯(lián)網(wǎng)在電網(wǎng)發(fā)展具有重要意義。

因此，國網(wǎng)應(yīng)組織科研單位牽頭，遵循目標導向，按照我國不同地區(qū)電網(wǎng)技術(shù)基礎(chǔ)及資源稟賦，設(shè)定泛在電力物聯(lián)網(wǎng)近期目標及中長期技術(shù)規(guī)劃，盡快明確重點項目及技術(shù)攻關(guān)方向，集中力量突破既定關(guān)鍵技術(shù)。此外，利用好自身科研人才和科研力量，必要時與外部企業(yè)及科研力量聯(lián)合，突破傳統(tǒng)電力生產(chǎn)-科研-設(shè)備研發(fā)利益窠臼，走出電網(wǎng)成熟技術(shù)的舒適區(qū)，從微創(chuàng)新轉(zhuǎn)變?yōu)槟Ｊ絼?chuàng)新，真正成長為具備全球影響、全民感受的科技巨頭。